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摘要:物联网是城市发展通向智慧化的桥梁,建立智慧城市将是城市信息化的终极目标和战略方向,以此作为城市发展瓶颈的突破口,将带来未来城市的全新面貌,推进城市和谐发展。本文探讨了物联网技术在智慧城市建设中的应用。
关键词:物联网技术,智慧城市,应用。
中图分类号: C39 文献标识码: A 文章编号:
一、物联网的定义
从专业角度来讲,物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备,按约定的协议,把物与物,人与物进行智能化连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。通俗的讲就是“物物相连”。物联网不是一种物理上独立存在的完整网络,而是架构在现有互联网或下一代公网或专网基础上的联网应用(network)和通信能力,强调智能应用。国家工信部也给出这样的定义:物联网是互联网和通信网的网络延伸与应用拓展,具有整合感知识别、传输互联和计算处理等功能,是对新一代信息技术的高度集成和综合运用。物联网通过信息共享和业务协同,将人与人之间的信息交互沟通向人与物、物与物扩展延伸,它的应用为优化资源配置、加强科学管理、缓解资源能源约束提供了可能,拓宽了道路。
二、物联网智慧城市
1、智慧城市的内涵
智慧城市是以物联网、互联网等通信网络为基础,通过物联化、互联化、智能化的方式,让城市中各个功能彼此协调运作,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。
2、智慧城市的特征
一体化:要进一步实现信息系统的整合,进一步将虚拟世界与物理世界融为一体;进一步将信息化与工业化、城市化、市场化、国际化、生态化融为一体。
协同化:要使城市规划、建设、管理、服务等各功能单位之间,城市政府、企业、居民等各主体之间更加协同,在协同中实现城市的和谐发展。
互动化:要更好地进行物物互动、人物互动、人人互动,进行政府、企业、居民之间的互动,在互动中实现城市治理模式创新和城市创新发展。
最优化:城市资源配置利用最优,经济社会活动要做到成本更低、效益更好、速度更快、精度更高、满意更多。
3、智慧城市的目标
信息网络架构高端:大力推进光纤到户、三网融合、无线城市、物联网和智能管网等建设,形成高端化、系统化的信息网络,加强信息资源的开发利用,真正实现信息城市,随时随地共享信息、感知和被感知,为智慧城市建设奠定坚实基础。
公共管理服务高效:打造政府云计算中心和公共管理服务平台,加强智慧政府建设,加快信息资源共享、城市管理模式和理念的转变,创新发展智慧社会保障、智慧医疗卫生、智慧教育文化、智慧社区、智慧交通等,实现公共管理服务能力与水平的提升。
产业体系融合发达:充分利用智慧城市建设契机,积极运用下一代信息技术、新一代网络技术和智能技术,大力发展智慧产业、战略新兴产业和现代服务业,促进传统产业高端化发展,推动产业结构转型升级,打造全面融合、发达的现代产业体系。
生活环境和谐友好:围绕生态宜居发展目标,发挥高新技术在环境建设方面的作用,积极发展低碳经济和循环经济,推进生态环境与城市发展相互促进、资源节约与可再生资源开发利用并举,进一步凸显城市自身特色,实现城市环境生态化、人文化、科学化,形成一个环境和谐友好的城市。
城市系统智慧开放:抓住信息技术引领的城市管理变革机遇,以信息技术、智能技术为手段,抓好专家体系、计算机体系、数据信息体系的综合集成,高标准规划、高起点建设,大力加强城市的综合管理与协调,实现城市系统的智慧开放,全面发挥城市的集聚力和辐射力,最终成为智慧开放的城市。
三、智慧城市的发展现状
1、国外发展情况
荷兰阿姆斯特丹:建设可持续的居住、工作、运输环境和公共空间。美国迪比克市:以节能减排,建设“可持续发展的迪比克”为主题,重点建设水资源智能管理系统、智慧能量云系统、智慧旅游交通系统等,以智能城市建设为契机减少对资源的消耗和环境的影响,建立起了与自然环境和谐共处的可持续发展城市社会环境。
日本横滨:制定了《CO-DO3O》横滨市托温暖化行动方针,实施了智能电网项目、北九州市加强环境保护、发展环保产业等项目,开展了北九州智慧社区创建项目。
韩国首尔:建设亲民政府、智慧科技园区、再生经济、安全社区环境、平衡全球、领导地位、生态工业建设、现代化社会建设、透明化技术建设等。
2、我国发展情况
北京:2011年1月16日,《北京市国民经济和社会发展十二五规划》提出要建设智慧城市,把北京建设成运行安全、环境整洁、生活便利的宜居城市。
北京建设了城市管理智能化、基础设施智能化、社会智能化和生产智能化,包括有智能小區、智慧交通、智慧旅游等等。
深圳:2011年3月,《深圳市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出将加快建设“智慧深圳”。建设内容:启动一站式智慧门户工程、智慧市政工程、智慧交通工程、智慧医疗工程、智慧食品安全工程、智慧环境工程、智慧物流工程、智慧警务工程等一系列示范工程。
广州:2011年4月1日,《广州市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出建设“智慧广州”。建设内容:智能型基础设施、产业智能化发展、城市智能化管理、“5+1”工程,即一页、一卡、一库、一台、一城。
上海:2011年9月7日,上海市提出了《上海市推进智慧城市建设2011-2013年行动计划》。建设内容:宽带城市、无线城市、通信枢纽、三网融合、功能设施以及信息感知和智能应用领域、新一代信息技术产业领域、信息安全保障领域。
四、智慧城市物联网面临的挑战
1、法律法规是首要关注的因素
同电信法一样,我国通信事业的发展已经走过了相当远的路,但是相比欧美国家,我们的法律休系尚未建立。目前,尤其是欧洲针对物联网的架构、监管和隐私等行政和法律层面的问题已经提上日程,而我国似乎还没有多少动作。法规体系将会成为智慧城市物联网发展的制约因素。
2、关键技术是发展的瓶颈
我国物联网发展还处于初级阶段,目前还没有形成产业。在物联网发展起步较早的欧美和日本掌握着物联网关键环节的技术(传感、传输网络和应用计算)和核心专利。如目前80%左右的传感核心芯片都来自欧美和日本。在这一点上我们应该看到差距和不足。
3、标准是发展的核心问题
标准是一种交流规则,关系着智慧城市中不同类型网络、基础设施和环境间的信息沟通。目前标准仍然相对分散,缺乏统一标准体系,标准化程度低,互通性差,涉及大量国际组织,难协调。没有统一的标准和规范,将造成智慧城市物联网开发、集成、部署和维护的高成本,制约物联网业务的规模应用。
4、资源共享是发展的重要条件
智慧城市物联网的发展目标是促进信息技术与其它行业的深度融合,这种融合必然会触及到芯片商、传感设备商、系统解决方案商、移动运营商等企业的业务流程等,而在各方利益机制和商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍很漫长。物联网时代,“融合”变得愈发重要,亟需整合智慧城市产业链的上下游。
5、安全隐私困扰应用推广
无处不在的网络基础设施建设,使海量的城市基础部件信息自动进入网络,信息采集和交换设备大量使用,数据泄密也成为越来越严重的问题。智慧城市中,黑客有可能远程控制他人物品、操纵城市供电系统等。安全与隐私保护问题直接关系到智慧城市物联网服务能否得到真正的推广应用。
五、智慧城市物聯网发展策略
1、出台法律法规,优化产业发展环境
政府主管部门要在影响物联网产业发展的若干关键环节上,抓紧制定相关的法律法规,为产业发展提供坚实法律保障;加快研究、制定促进物联网产业发展的财政、人才、资金方面的政策,为产业发展创造良好政策环境;打破行业和区域壁垒,营造内容相对开放、数据资源共享的良好环境。智慧城市物联网是国家物联网战略中需求较迫切的一部分,开展和建设智慧城市物联网的示范工程,对于城市可持续性发展以及提高居民的幸福指数意义重大。
2、突破核心技术,提高产业竞争能力
实现核心技术的突破和自主产品的产业化,有利于占领产业发展制高点,为整个产业的安全可控和可持续发展打下良好基础。在感知层面,主攻传感技术、RFID 技术和传感器自组网技术;在传输层面,主攻传感网与通信网的融合、大信息量传输通信网和三网融合相关技术;在处理层面,主攻中间件技术、基于云计算的应用处理和系统集成技术;同时还应该加快物联网架构和包括信息通信、计算机网络等技术在内的共性支撑技术的研发。
3、制定标准体系,推动产业规模发展
中国物联网标准联合工作组2010 年6 月8 日在北京成立,联合工作组由全国11 个部委及下属的工信部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组等19 家相关标准化组织自愿联合组成,还包括12 家观察员单位。联合工作组的成立,将从大的层面改变各自为战、互不兼容的局面,强化以物联网关键资源、体系架构和核心技术标准为重点的顶层设计和统筹协调。而各地也应因地制宜加快建设资源共享、互联互通、统一规范的物联网标准体系。
4、推动技术创新,确保自主安全可控
智慧城市规划中,政府有关主管部门要大力支持开展拥有自主知识产权的核心关键技术的研究,推进自主产品研发和产业化,提升我国物联网产业的核心竞争力,保障我国物联网产业安全。同时,研究异构资源管理技术、联合准入访问技术、联合负载均衡技术、联合切换管理技术、节点设备鉴权技术和网络行为检测控制技术等安全管理关键技术,以促进智慧城市物联网在中国的安全发展。
5、打造示范工程,带动产业快速起步
产业链各方要通过制订一种有利于产业化推进的应用组织方案,由政府主导,行业协会组织,集中各种资源力量,推动和打造一批示范工程。有实力的电子信息企业、电信运营商等应该密切结合智慧城市试点项目的需求,组织力量加快研发技术性能符合要求、建设成本和运营维护费用相对低廉、性价比较高的解决方案,成功建设一批应用项目。通过试点项目的成功建设和运营,不断拓展市场,为智慧城市在全国的大面积普及推广积累成功经验。
六、结束语
随着信息化程度的逐步提高,以计算机网络为基础的物联网将促使我们的城市不断的智能化,公共管理高效化,经济发展绿色化,日常生活数字化,公共服务网络化,最终成为智慧城市。
参考文献
[1]《物联网技术在智慧城市的应用》.国脉物联网技术研究中心,2012年3月30日
[2]巫细波,杨再高.智慧城市理念与未来城市发展.广州:城市发展研究,2010,17(11)
[3]史璐.智慧城市的原理及其在我国城市中发展的功能和意义.北京:中国科技论坛,2011(5)
[4]张福生.物联网:开启全新生活的智能时代[M]山西:山西人民出版社,2010.
[5] ROLFHW,ROMANAW.Internet of Things[M].New York:Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2010.
[6] Internet of Things[R]. ITU, 2005 Report.
[7] 封松林.物联网/传感网发展之路初探[J].中国科学院院刊.2010.
[8] 石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J].通信管理与技术,2009(5)
关键词:物联网技术,智慧城市,应用。
中图分类号: C39 文献标识码: A 文章编号:
一、物联网的定义
从专业角度来讲,物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备,按约定的协议,把物与物,人与物进行智能化连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。通俗的讲就是“物物相连”。物联网不是一种物理上独立存在的完整网络,而是架构在现有互联网或下一代公网或专网基础上的联网应用(network)和通信能力,强调智能应用。国家工信部也给出这样的定义:物联网是互联网和通信网的网络延伸与应用拓展,具有整合感知识别、传输互联和计算处理等功能,是对新一代信息技术的高度集成和综合运用。物联网通过信息共享和业务协同,将人与人之间的信息交互沟通向人与物、物与物扩展延伸,它的应用为优化资源配置、加强科学管理、缓解资源能源约束提供了可能,拓宽了道路。
二、物联网智慧城市
1、智慧城市的内涵
智慧城市是以物联网、互联网等通信网络为基础,通过物联化、互联化、智能化的方式,让城市中各个功能彼此协调运作,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。
2、智慧城市的特征
一体化:要进一步实现信息系统的整合,进一步将虚拟世界与物理世界融为一体;进一步将信息化与工业化、城市化、市场化、国际化、生态化融为一体。
协同化:要使城市规划、建设、管理、服务等各功能单位之间,城市政府、企业、居民等各主体之间更加协同,在协同中实现城市的和谐发展。
互动化:要更好地进行物物互动、人物互动、人人互动,进行政府、企业、居民之间的互动,在互动中实现城市治理模式创新和城市创新发展。
最优化:城市资源配置利用最优,经济社会活动要做到成本更低、效益更好、速度更快、精度更高、满意更多。
3、智慧城市的目标
信息网络架构高端:大力推进光纤到户、三网融合、无线城市、物联网和智能管网等建设,形成高端化、系统化的信息网络,加强信息资源的开发利用,真正实现信息城市,随时随地共享信息、感知和被感知,为智慧城市建设奠定坚实基础。
公共管理服务高效:打造政府云计算中心和公共管理服务平台,加强智慧政府建设,加快信息资源共享、城市管理模式和理念的转变,创新发展智慧社会保障、智慧医疗卫生、智慧教育文化、智慧社区、智慧交通等,实现公共管理服务能力与水平的提升。
产业体系融合发达:充分利用智慧城市建设契机,积极运用下一代信息技术、新一代网络技术和智能技术,大力发展智慧产业、战略新兴产业和现代服务业,促进传统产业高端化发展,推动产业结构转型升级,打造全面融合、发达的现代产业体系。
生活环境和谐友好:围绕生态宜居发展目标,发挥高新技术在环境建设方面的作用,积极发展低碳经济和循环经济,推进生态环境与城市发展相互促进、资源节约与可再生资源开发利用并举,进一步凸显城市自身特色,实现城市环境生态化、人文化、科学化,形成一个环境和谐友好的城市。
城市系统智慧开放:抓住信息技术引领的城市管理变革机遇,以信息技术、智能技术为手段,抓好专家体系、计算机体系、数据信息体系的综合集成,高标准规划、高起点建设,大力加强城市的综合管理与协调,实现城市系统的智慧开放,全面发挥城市的集聚力和辐射力,最终成为智慧开放的城市。
三、智慧城市的发展现状
1、国外发展情况
荷兰阿姆斯特丹:建设可持续的居住、工作、运输环境和公共空间。美国迪比克市:以节能减排,建设“可持续发展的迪比克”为主题,重点建设水资源智能管理系统、智慧能量云系统、智慧旅游交通系统等,以智能城市建设为契机减少对资源的消耗和环境的影响,建立起了与自然环境和谐共处的可持续发展城市社会环境。
日本横滨:制定了《CO-DO3O》横滨市托温暖化行动方针,实施了智能电网项目、北九州市加强环境保护、发展环保产业等项目,开展了北九州智慧社区创建项目。
韩国首尔:建设亲民政府、智慧科技园区、再生经济、安全社区环境、平衡全球、领导地位、生态工业建设、现代化社会建设、透明化技术建设等。
2、我国发展情况
北京:2011年1月16日,《北京市国民经济和社会发展十二五规划》提出要建设智慧城市,把北京建设成运行安全、环境整洁、生活便利的宜居城市。
北京建设了城市管理智能化、基础设施智能化、社会智能化和生产智能化,包括有智能小區、智慧交通、智慧旅游等等。
深圳:2011年3月,《深圳市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出将加快建设“智慧深圳”。建设内容:启动一站式智慧门户工程、智慧市政工程、智慧交通工程、智慧医疗工程、智慧食品安全工程、智慧环境工程、智慧物流工程、智慧警务工程等一系列示范工程。
广州:2011年4月1日,《广州市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出建设“智慧广州”。建设内容:智能型基础设施、产业智能化发展、城市智能化管理、“5+1”工程,即一页、一卡、一库、一台、一城。
上海:2011年9月7日,上海市提出了《上海市推进智慧城市建设2011-2013年行动计划》。建设内容:宽带城市、无线城市、通信枢纽、三网融合、功能设施以及信息感知和智能应用领域、新一代信息技术产业领域、信息安全保障领域。
四、智慧城市物联网面临的挑战
1、法律法规是首要关注的因素
同电信法一样,我国通信事业的发展已经走过了相当远的路,但是相比欧美国家,我们的法律休系尚未建立。目前,尤其是欧洲针对物联网的架构、监管和隐私等行政和法律层面的问题已经提上日程,而我国似乎还没有多少动作。法规体系将会成为智慧城市物联网发展的制约因素。
2、关键技术是发展的瓶颈
我国物联网发展还处于初级阶段,目前还没有形成产业。在物联网发展起步较早的欧美和日本掌握着物联网关键环节的技术(传感、传输网络和应用计算)和核心专利。如目前80%左右的传感核心芯片都来自欧美和日本。在这一点上我们应该看到差距和不足。
3、标准是发展的核心问题
标准是一种交流规则,关系着智慧城市中不同类型网络、基础设施和环境间的信息沟通。目前标准仍然相对分散,缺乏统一标准体系,标准化程度低,互通性差,涉及大量国际组织,难协调。没有统一的标准和规范,将造成智慧城市物联网开发、集成、部署和维护的高成本,制约物联网业务的规模应用。
4、资源共享是发展的重要条件
智慧城市物联网的发展目标是促进信息技术与其它行业的深度融合,这种融合必然会触及到芯片商、传感设备商、系统解决方案商、移动运营商等企业的业务流程等,而在各方利益机制和商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍很漫长。物联网时代,“融合”变得愈发重要,亟需整合智慧城市产业链的上下游。
5、安全隐私困扰应用推广
无处不在的网络基础设施建设,使海量的城市基础部件信息自动进入网络,信息采集和交换设备大量使用,数据泄密也成为越来越严重的问题。智慧城市中,黑客有可能远程控制他人物品、操纵城市供电系统等。安全与隐私保护问题直接关系到智慧城市物联网服务能否得到真正的推广应用。
五、智慧城市物聯网发展策略
1、出台法律法规,优化产业发展环境
政府主管部门要在影响物联网产业发展的若干关键环节上,抓紧制定相关的法律法规,为产业发展提供坚实法律保障;加快研究、制定促进物联网产业发展的财政、人才、资金方面的政策,为产业发展创造良好政策环境;打破行业和区域壁垒,营造内容相对开放、数据资源共享的良好环境。智慧城市物联网是国家物联网战略中需求较迫切的一部分,开展和建设智慧城市物联网的示范工程,对于城市可持续性发展以及提高居民的幸福指数意义重大。
2、突破核心技术,提高产业竞争能力
实现核心技术的突破和自主产品的产业化,有利于占领产业发展制高点,为整个产业的安全可控和可持续发展打下良好基础。在感知层面,主攻传感技术、RFID 技术和传感器自组网技术;在传输层面,主攻传感网与通信网的融合、大信息量传输通信网和三网融合相关技术;在处理层面,主攻中间件技术、基于云计算的应用处理和系统集成技术;同时还应该加快物联网架构和包括信息通信、计算机网络等技术在内的共性支撑技术的研发。
3、制定标准体系,推动产业规模发展
中国物联网标准联合工作组2010 年6 月8 日在北京成立,联合工作组由全国11 个部委及下属的工信部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组等19 家相关标准化组织自愿联合组成,还包括12 家观察员单位。联合工作组的成立,将从大的层面改变各自为战、互不兼容的局面,强化以物联网关键资源、体系架构和核心技术标准为重点的顶层设计和统筹协调。而各地也应因地制宜加快建设资源共享、互联互通、统一规范的物联网标准体系。
4、推动技术创新,确保自主安全可控
智慧城市规划中,政府有关主管部门要大力支持开展拥有自主知识产权的核心关键技术的研究,推进自主产品研发和产业化,提升我国物联网产业的核心竞争力,保障我国物联网产业安全。同时,研究异构资源管理技术、联合准入访问技术、联合负载均衡技术、联合切换管理技术、节点设备鉴权技术和网络行为检测控制技术等安全管理关键技术,以促进智慧城市物联网在中国的安全发展。
5、打造示范工程,带动产业快速起步
产业链各方要通过制订一种有利于产业化推进的应用组织方案,由政府主导,行业协会组织,集中各种资源力量,推动和打造一批示范工程。有实力的电子信息企业、电信运营商等应该密切结合智慧城市试点项目的需求,组织力量加快研发技术性能符合要求、建设成本和运营维护费用相对低廉、性价比较高的解决方案,成功建设一批应用项目。通过试点项目的成功建设和运营,不断拓展市场,为智慧城市在全国的大面积普及推广积累成功经验。
六、结束语
随着信息化程度的逐步提高,以计算机网络为基础的物联网将促使我们的城市不断的智能化,公共管理高效化,经济发展绿色化,日常生活数字化,公共服务网络化,最终成为智慧城市。
参考文献
[1]《物联网技术在智慧城市的应用》.国脉物联网技术研究中心,2012年3月30日
[2]巫细波,杨再高.智慧城市理念与未来城市发展.广州:城市发展研究,2010,17(11)
[3]史璐.智慧城市的原理及其在我国城市中发展的功能和意义.北京:中国科技论坛,2011(5)
[4]张福生.物联网:开启全新生活的智能时代[M]山西:山西人民出版社,2010.
[5] ROLFHW,ROMANAW.Internet of Things[M].New York:Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2010.
[6] Internet of Things[R]. ITU, 2005 Report.
[7] 封松林.物联网/传感网发展之路初探[J].中国科学院院刊.2010.
[8] 石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J].通信管理与技术,2009(5)